Ce promite și ce poate să facă deja printarea 3D în medicină

Printarea 3D nu mai reprezintă o noutate tehnologică absolută de aproape trei decenii. E adevărat însă că, dacă despre primele modele de imprimare tridimensională din anii ‘80 nu știa decât un grup restrâns de iniţiaţi, abia în ultimii ani a început să fie valorificat cu adevărat potenţialul imprimantelor 3D.

La momentul actual, există mii de aplicaţii în diverse sectoare industriale, însă în medicină rezultatele înregistrate de printarea 3D prefigurează o transformare radicală a acestui domeniu. Se printează deja proteze particularizate în funcţie de conformaţia, densitatea osoasă, vârsta și particularităţile morfofiziologice ale pacientului; s-au realizat reconstrucţii craniene cu implanturi printate din titan; se produc implanturi și modele dentare; Agenţia Americană pentru Siguranţa Alimentelor și Medicamentelor (FDA) a aprobat primul medicament printat; sunt produse și testate grefe de piele; se fabrică la comandă oase din polimeri. Însă marile realizări abia urmează.

Start-up-ul 3DBio a printat 3D o reproducere a glandei tiroide, produsul începând să fie testat pe animale.

Institutul Fraunhofer testează bioprintarea cu cerneluri organice pe bază de celule stem pentru producerea de vase de sânge – sunt realizate tuburi care reproduc proprietăţile arterelor și venelor umane, care sunt apoi „îmbrăcate” în proteine.

Compania de cercetare medicală Organovo produce deja celule hepatice capabile să funcţioneze 40 de zile. Toate aceste progrese servesc drept bază altor experimente, care urmăresc producerea în întregime de organe vitale, care să reducă dependenţa de donatorii umani. Până când acest lucru va fi posibil, din ce în ce mai multe universităţi folosesc modele 3D personalizate ale organelor cu tumori (pe baza datelor furnizate de tomografii), care sunt utilizate de chirurgi pentru pregătirea operaţiilor de extirpare.

Universitatea din Edinburgh folosește ca material de printare celule stem extrase din tumorile pe creier ale pacienţilor. Prin utilizarea tehnologiilor de bioprinting, cercetătorii realizează reproduceri 1:1 ale tumorilor pentru a le observa evoluţia și a testa efectul diferitelor medicamente.

Universitatea Princeton a creat un prototip de ureche
Hi-Fi care utilizează un schelet de hydrogel pe care se folosesc celule stem care dezvoltă cartilajul, precum și nanoparticule de argint care formează o antenă care detectează frecvenţe radio care depășesc spectrul uman.

Universitatea Nottingham Trent a creat, prin printarea 3D, implanturi osoase biodegradabile, care pot fi folosite în tratarea cancerului osos și a fracturilor majore. Oasele sintetice reproduc structura poroasă și sunt printate dintr-o substanţă care conţine aceleași minerale ca ale oaselor umane, ceea ce le permite ca, în timp, odată cu dezvoltarea ţesutului organic, să se dizolve.

Urmând același principiu de funcţionare, Imperial University din Londra utilizează un biopolimer obţinut prin printare 3D în intervenţiile chirurgicale de refacere a cartilajelor. Soluţia se bazează pe printarea unui „schelet” 3D din polycaprolacton care este umplut cu celule; pe măsură ce ţesutul se dezvoltă, biopolimerul se dematerializează, lăsând structura celulară să se reconecteze la celulele organismului pacientului.

Lista produselor medicale printabile se extinde rapid, motiv pentru care din ce în ce mai mulţi specialiști încep să vorbească despre organismul uman ca despre o mașină al cărei ciclu de viaţă poate fi extins prin înlocuirea angrenajelor defecte și prin upgrade-uri periodice.